可持续设计：从概念到实施

　　一　新的思想维度

　　可持续发展（sustainable development）这一概念，是于1980年由自然保护国际联盟（IUCN）首次提出。各国政府及国际组织广泛接受并使用该词是1987年之后的事。1983年，挪威首相格罗·哈伦·布鲁德兰应联合国秘书长之邀，成立了一个由五大洲多国的官员、科学家组成的委员会，对全球发展与环境问题进行了三年大跨度、大范围的研究，于1987年出版了著名的报告《我们共同的未来》。报告中将可持续发展描述成“满足当代人需要又不损害后代人需要的发展”。它强调环境质量和环境投入在提高人们实际收入和改善生活质量中的重要作用。1992年，联合国在巴西里约热内卢召开“环境与发展”全球首脑会议，提出了“21世纪议程”（Agenda 21）。该文件为经济和环境的可持续发展提供了一个具体的行动指南。
　　《北京宪章》指出：我们所面临的多方面的挑战，实际上，是社会、政治、经济相互交织的结果。要真正解决问题，就不能头痛医头，脚痛医脚，而必须有一个综合而辩证的考察。如今，可持续发展的观念正逐渐成为人类社会的共识，其真谛在于综合考虑政治、经济、社会、技术、文化、美学等方面，提出整合的解决办法。走可持续发展之路必将带来新的建筑运动，促进建筑科学的进步和建筑艺术的创造[1]。

　　二　生态价值观与环境伦理

　　生态学（ecology）的综合观念是可持续发展思想的重要来源， 这一用语最初是从海克尔的《有机体的一般生态学》（1866年）而来的。海克尔是在有机体与其环境之间关系的意义上使用这一用语的； A·布拉姆卫认为，“ecology”还用来指“能源，环保主义”；广义的“ecology”是指个人生存方式意义上保护环境的生活态度和保护自然环境运动意义上的环境保护。上述 “ecology” 的三种含义彼此重叠，相互关联， 构成了“ecology”的整体概念[2]。60年代末，西方“八大公害事件”引发了一场社会运动，人们走上街头，抗议、声讨对环境不负责任的政府和企业行为，要求政府采取环境保护措施，要求企业在生产过程中控制污染。以此为契机，生态学开始越出学科门槛，促成了一场影响深远的“生态运动”并引发了一系列绿色运动，如绿色和平运动、生态女权运动、绿党等。这场运动使环境问题成为一个社会中心问题，涉及政治、经济制度、社会改革、法律、科学技术以及文化等广泛领域。“生态”成为我们理解人类生活世界和文化的崭新尺度。它使得那些被我们摈弃的或者说被现代技术扰乱的传统，在更高的层次上获得了被重新构造的可能。
　　生态科学是一种与现代分析科学的认识论模式完全不同的整体思维方式。美国生态学家奥德姆指出：“生态系统发展的原理，对于人类与自然的相互关系，有重要影响，生态系统发展的对策是获得‘最大保护’（即力图达到对复杂生物量结构的最大支持），而人类的目的则是‘最大生产量’（即力图获得最高可能的产量）。”
　　美国经济学家 G · 哈定的“公有地悲剧”（公有权悲剧）概念能更好地说明这个问题。哈定指出：地球资源被看做是公共财产，这种公共财产就像公共草地，谁都可以在草地上放牧，每一位牧民按照费用最少、效益最大的原则，总是力图增加牲畜的数量，但是，谁都不进行草地建设的投资。这样，随着畜群增加，草原的质量急剧下降，最后草场完全退化，不能再放牧牛羊。这就是草地公有权的悲剧。在这里，每个人都在追求自己最大的个人利益，但是最后的结果，是不可避免地导致所有人的利益的毁灭[3]。
　　以往， 人们随意向自然索取， 导致自然价值的破坏。今天， 我们以一种破坏性的方式达到了现代想像的极限。现代性以试图解放人类的美好愿望开始，却以对人类造成毁灭性威胁的结局而告终。现代梦想绕了一个奇怪的圆圈。在这个圆圈中， 人类本想通过现代科学进步来解放自身， 结果却失去了它的地球之根， 人类社区之根， 以及它的传统之根， 更失去了它的宗教神秘性之根。它的能量从创造转向了破坏。画家马格利特作于1967年的绘画 “最后的呼喊”就体现了一种社会精英的忧患意识（图1）[4]。
　　1933年，奥·莱奥波尔德曾发表过一篇“大地伦理学”的著名论文，试图在有机的自然群落基础上创立一门维护自然完整性和完美秩序的学说[5]。他强调，在自然中没有等级差别，人类也是生物联合体中一个平等成员。莱奥波尔德提出将自然看做是机能性整体的自然观，是为了确定以大地共同体（或生物共同体）的整体性健康和完善的伦理取向，把人类的经济行为和其他一切行为纳入到维护自然整体利益的道德规范中。令人遗憾的是，莱奥波尔德这些可贵的思想在当时并未受到重视。
　　进入60年代，经济快速增长，加剧了生态破坏。1962年，卡逊《寂静的春天》发表，该书描述了由于杀虫剂污染造成的一个没有鸟叫的、死气沉沉的春天景象，唤醒了公众对环境问题的关注。1972年，罗马俱乐部发表《增长的极限》，又一次敲响了人类生态危机的警钟。
　　生态学建构于一种整体思维方式，在生态学家的世界中，价值不是以人类为中心。生态价值观允许人类、非人类的各种正当利益在一个动力平衡的系统中相互作用。
　　托马斯·伯里曾把后现代文化说成是一种生态时代的精神。他认为，在具体化的生态精神出现前，人类经历了三个早期的文化—精神发展阶段[6]：
（1） 第一阶段：原始部落时代——将自然界看做神灵的王国；
（2） 第二阶段：宗教古典时代——以对自然的超越为基础；
（3） 第三阶段：现代工业时代——以对自然界实施外部控制和毁灭性破坏为基础。
直到现在，在现代的终结点上，我们才找到了一种具体化的后现代生态精神，其以与自然界的创造性沟通和融合为基础。伯里认为，生态时代的文化意识核心是如下三种价值，这三种价值乃是宇宙发展过程中所固有的，它们是：
（1） 分化——生命形式的多元化；
（2）主体性——一切事物的内在性；
（3）交流——通过交往实现团结和对一切生命的热爱。

　　现代工业时代把自己同自然分离开来，未能与它们建立一种更高级的交流，违背了人类的整体经验。以生态精神为标志的后工业时代就是要在更高层次上重建这种与自然的交流关系。

　　三　绿色建筑运动

　　50 ～ 60年代，随着西方发达资本主义国家现代主义的膨胀和高速的经济增长，导致严重的生态破坏和环境污染。
1969年，麦克哈格发表《设计结合自然》（Design with Nature ）。该书强调了人类对大自然的责任。他是园林设计家，他认为“如果要创造一个人性化的城市，而不是一个窒息人类灵性的城市，我们须同时选择城市和自然，不能缺一。两者虽然不同，但互相依赖，两者同时能提高人类生存的条件和意义”。
　　麦克哈格是第一个把生态学用在城市设计上的园林设计师。他的生态分析有两个原则：①生态系统可以承受人类活动所带来的压力，但这种承受力是有限度的。因此人类应与大自然合作，不应以大自然为敌。②某些生态环境对人类活动特别敏感，因而会影响整个生态系统的安危。
　　他的设计只有两个目的：生存与成功，也就是健康的城市环境。这需要每个生态系统去找其最适合自己的环境，然后改变自己和改变环境去增加适合程度。适合的意思是：“花最少的气力去适应。”这也是他的设计手段。
　　他把自然价值观带到城市设计上，特别强调什么时候大自然提供了城市发展的机会，什么时候自然环境限制了城市发展。他设计了一套指标去衡量每一个自然环境因素的价值和它对城市发展的动力和阻力。这些价值包括物理、生物、人类、社会和经济价值。每一块土地都可以用这些价值指标来评估，这就是著名的价值组合图评估法。现在很多大型项目（公路、公园、开发区等）都是用这种方法来选址的。
　　麦克哈格认为，大多数的规划技术都是用来征服自然的，然而，自然是各种因素平衡的结果，因此，自然环境的破坏将对生态体系造成干扰。他认为设计应该与自然相结合而不是与自然相对抗。麦克哈格认为：美是建立于人与自然环境长期的交往而产生的复杂和丰富的反应之上的[7]。
早在70年前，斯特恩就在新泽西的雷德本新社区规划中采用了一种系统的绿化布置模式，从而使社区内各组团均能获得与自然接触的机会。
　　麦克哈格在新奥尔良附近的庞洽新城的规划中通过对环境生态构成因素的分析，按生态规划的原则进行了规划，保留并合理组织了基地的湿地水系，并配以人工河及湖泊构成自然排水系统，水边还布置了开放空间系统，为人们创造接触自然的机会，这样，就避免了传统开发方式对生态带来的破坏。
　　在麦克哈格发表《设计结合自然》的同一年，鲍罗·索勒里发表了《建筑生态学：人类想像中的城市》一书。在书中，索勒里将建筑学与生态学正式结合起来，依据这种理论，城市被设想成一个综合的、建筑高度与密度适宜的、生态化的环境。此后，索勒里在其《阿科桑底：一个城市实验室？》一书中又进一步提出了“缩微化—复杂性—持续性”及“居住的自容性”等规则。
　　所谓缩微化是指在自然界复杂程度日益增加的前提下，精心利用所有的资源——例如物质/能量，空间/时间。所谓复杂性是指在一个非常复杂的变化过程中，还同时簇生着许多其他的事件和过程。所谓持续性是指在变化的过程中，时间维度的延续。生命存在于复杂性和缩微化通过持续性起作用的地方。因此，索勒里将“缩微化—复杂性—持续性”视为满足“居住的自容纳性”——即城市集中的原则。
　　索勒里认为一个符合建筑生态学理论的城市只需占用很少的土地（常规城市的2%）。因为城市内部的主要交通方式是步行，没有汽车，只是将汽车作为城外使用的交通工具。这样产生的城市缩微化使得人类对土地、能源和其他资源的基本保护成为可能。城市由于需要较少的能源供应，因此易于最大限度地使用太阳能、风能以及其他形式的可再生能源，减少污染和对燃油的依赖。
　　索勒里建筑生态学的一个要点，是土地的缩微化利用，避免人工环境的无限扩张从而导致环境生态恶化。土地缩微化利用实现起来并不容易。如果土地无法实现充分的缩微化利用，又将如何？对此，伊米利奥·埃姆巴兹提出了一种“绿色城市”的构想（图2）[8]。他认为，以往设计师设计的重点是建筑，花园只是建筑的附属，因此他设想，花园不但要围绕着建筑，还要充分地介入建筑，自然地延伸到建筑之上，并覆盖所有的建筑，相应地，建筑也才会充分地融入自然。这种方式构筑的基地环境，绿化覆盖可达100%。
　　在以上例子中，城市设计师竭力想把人与自然相结合的理想融会到他们前瞻性的设计中去，其目的就是想让人们再度拥有真正的“家园感”，让我们的城市真正获得一种可持续发展的力量。

　　四　可持续设计策略

　　人类住区作为一个培育具有良好素质人群的人类定居基地，它是社会经济在发展结构体系中的重要基础。在地域空间上，它是以定居主体为中心的生活环境。它包括住区内及其周围自然与历史环境的保护和合理利用、人工环境的积极营造以及污染的预防与治理。良好的住区环境体现着对人类生存权利的尊重以及对培育具有健康素质的人的重要性的认同。
　　可持续发展包括四个属性，即自然属性、社会属性、经济属性和科技属性。就自然属性而言，它是寻求一种最佳的生态系统以支持生态的完整性和人类愿望的实现，使人类的生存环境得以持续；就社会属性而言，它是在生存于不超过维持生态系统涵容能力的情况下，改善人类的生活质量（或品质）；就经济属性而言，它是在保持自然资源的质量和其所提供服务的前提下，使经济发展的净利益增加到最大限度；就科技属性而言，它是转向更清洁、更有效的技术，尽可能减少能源和其他自然资源的消耗，建立极少产生废料和污染物的工艺和技术系统。
　　可持续观念源于人类对地球资源有限性的认识。用生态学的观点来看，地球只有一定的承载能力，即承受一定数目的生物、以一定的生活方式无限期的生存下去，而不会对它赖以生存的生态体系产生无法挽回的破坏。这一认识给人类的启示是：①我们每个人现在究竟向地球施加了多大的作用力；②我们如何才能最大限度地利用所消耗的资源与控制所排放的废物来减少这种作用力。哈定提出了所谓“人类生态学第三定律”，即：人类对生物圈的总作用力=人口×每人的作用力。而每人的作用力就是资源消耗和废物排放的总和。
　　在此理论基础上，针对区域与城市人口规模与用地的关系，生态学家里斯提出了“生态脚印”概念（图3）。他经分析后指出，要保持一定地区现有的消费水平，一定要提供一定数量的生产用地和水域，才能支撑该地区人口长期生存下去。他把包括这些生产用地和水域在内的相关地域叫做“生态脚印”。如果一个城市所“消耗”的土地比城市实际用地大就说明城市“进口”了“承载能力”，即消耗了其他城市或地区的“承载能力”，从理论上讲，这样的发展是不可持续的。因此，哈定主张建设密集型城市，减少“进口”“承载能力”。
　　为了将可持续发展的理念转化成一种具体化可操作的设计策略，美国出版了《可持续建筑设计指导原则》，其中较主要的方面是：①重视对设计地段的地方性、地域性的理解，延续地方场所的文化脉络；②增强适用技术的公众意识，结合建筑功能要求，采用简单合适的技术；③树立建筑材料蕴藏能量和循环使用的意识，在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料，避免使用高蕴能量、破坏环境、产生废物以及带有放射性的建筑材料、构件；④针对当地的气候条件，采用被动式能源策略，尽量应用可再生能源；⑤完善建筑空间使用的灵活性，以便减少建筑体量，将建设所需的资源降至最少；⑥减少建造过程中对环境的损害，避免破坏环境、资源浪费以及建材浪费。
　　可持续城市设计的一个典型例子是由里查德·罗杰斯事务所完成的西班牙玛捷卡市的城市设计（图4）[9]。该设计试图将城市的布局、交通、能源利用、水资源利用、社会结构、经济策略、土地使用、社区活动和郊区农业等纳入一个整体的生态框架并作出相应的安排，使其符合可持续发展的原则。
1　水资源利用。由于该地区为地中海式气候，夏季缺少降水，因而设计中首先考虑建造储水设施，收集10%左右的冬季季节性洪水，以满足夏季饮水和灌溉需要。储水池设置依地形设在不同的标高点上，利用重力进行自流灌溉而避免使用水泵。
2　整体农业策略。城市周边的农业用地为配合灌溉而依地形修整成台地。由于可获得持续的灌溉，农作物的种类和产量均大大增加。农业台地的边缘植树以保护作物免受大风和暴雨的侵袭。
3　整体能源系统。种植速生植物并利用高粱等秸杆作为可再生能源发电，并利用废热为城市供热，考虑气候防护，鼓励节能型汽车的使用，建设节能住宅。
4　公交、步行优先。采用了一个电力汽车的实验项目，减少燃油机动车的使用，从而减少环境污染。重视公共交通，鼓励步行和自行车使用，建较狭窄的步行街道以避免日晒，并有助于创造较亲切的尺度感。
5　均衡的社会结构。从中心到各组团系统安排不同的社会交往和公共活动空间。中心区人工湖成为公共生活焦点。
6　紧凑的邻里空间。建立结构紧凑的社区，从中心到边缘：土地利用方式由以公共性为主逐渐转变为以居住为主：社区中心人工湖周围是以公共活动为主体的混合公共区域，向外主要为办公居住综合区，逐步过渡到宁静的居住区。从中心到边缘，均处于方便的步行距离内。

　　玛捷卡市的城市设计采取的基本上是一种现实主义的乌托邦姿态，该设计的核心思想是城乡结合的生态设计思想，试图创造一个社会和环境均衡和有机循环的可持续社区。在这个起点上，其设计和《北京宪章》中倡导的人居循环的思想相吻合。它试图通过一种理想生活模式的建构，综合解决一系列的能源、材料、环境、社会、空间发展等问题。这种城市乡村化的生态模式可以看做是霍华德的“花园城市模式”的后现代翻版。这种城乡结合模式较适合在小尺度的城镇设计中应用。
如何解决大城市面临的复杂难题呢？巴西的库里蒂巴市提供了有益的经验。该城市利用低技术实现了生活质量的改善和可持续发展。
　　库里蒂巴市是巴西城市化进程中发展最快的城市之一，其城市人口1950年为 30 万，至1990年已发展到 210 万。这种急剧变化的结果往往带来失业、随意开发、人口稠密、环境恶化等，但这些情况在库里蒂巴市并没有出现。

　　1　结合自然的设计：为了根治袭扰市中心的水患，市政府规划了排水管线，并划定某些低洼地区禁止开发以专供排洪用，在河岸两旁建成了有蓄洪作用的公园，并修建了人工湖。公园里大面积种植树木，废弃的工厂和河渠两岸其他建筑物则改造成体育和休闲设施。公交线路和自行车道把这些公园与城市交通系统连接起来。这种“结合自然设计”策略的实行，节省了防洪开支。防洪用地建成公园后，使得库里蒂巴市人均绿地面积从1970年的 0.5 m2 增加到今天的 50 m2。
　　2　公交步行优先。优先发展公共交通而不是私人汽车，优先发展步行交通而不是机动车交通，自行车道和步行区成为整个城市道路网络和公共交通系统的有机组成部分。该市上班族的3/4，约 130 万人每天乘坐公共汽车上下班，人均燃料的消耗量大幅度下降。
　　3　公众参与。建立参与机制，提高市民积极性。公布土地的公共信息，向市民提供某块土地开发潜力的资料；提供“免费环境大学”，向家庭主妇、建筑管理人员、商店经理等提供实用的短期课程，教授日常的环境知识；建立“报童计划”向低收入家庭的学龄儿童提供课余工作。

　　目前流行的理论主张，日产固体废物超过 1 000 t 的城市应建设昂贵的垃圾分拣工厂，但库里蒂巴市并没有建设垃圾分拣工厂。该市解决固体废物问题从产生和收集两方面入手，采用了大众参与和劳动密集型方式，而不是依赖于政府职能和大规模的资金投入。“让垃圾不成垃圾”的创意引发70%的家庭参与可再生物质的回收工作；在低收入地区专门实行的“垃圾换物”计划，把那些传统环卫机制很难清理的地区清洁起来。这些创意，节约了资金，提高了城市固体垃圾处理系统的效率，同时保护了资源，美化了城市和提供了就业机会。
巴　　西库里蒂巴和西班牙玛捷卡的可持续设计策略有许多方面是相同的，如自然环境和自然资源的有效结合和利用，公交、步行优先策略等。
　　由以上的例子可以看出：可持续城市意味着在现代观念的基础上实现一种价值转换，城市建设更关心那种对我们的自处环境承担责任的生态价值观，关心所有生命的神圣性和后代人的福利。□

参考文献
[1]吴良镛. 世纪之交的凝思：建筑学的未来. 北京：清华大学出版社，1999.
[2]岩佐茂. 环境的思想. 韩立新，张桂权，刘荣华译. 北京：中央编译出版社，1997.
[3]余谋昌. 生态文化的理论阐释. 长春：东北林业大学出版社，1996.
[4]嘉贝丽克 S. 马格利特. 舟子译. 长沙：湖南美术出版社，1990.
[5]孙成仁，佘正荣. 生态智慧论. 北京：中国社会科学出版社，1996.
[6]格里芬 D.R. 后现代精神. 王成兵译. 北京：中央编译出版社，1998.
[7]麦克哈格 I. L. 设计结合自然. 芮经纬译. 北京：中国建筑工业出版社，1992.
[8]Edited by Jean Claude and Jean Francois Gonthier. Architecture for the Future. Paris：Finest S.A./Pierre Terrail Editions， 1996.
[9]Edited by James Steele. Sustainable Architecture-Principles. Paradigms and Case Studies. New York：McGraw-Hill Company. Inc. 1997.

收稿日期　2001-10-12